土工布阻隔煤矸石中重金属迁移实验研究

常规的煤矸石充填复垦塌陷地技术给环境造成难以治理的二次污染.煤矸石淋出液中的重金属元素会污染底部土体和地下水.引入国外矿区复垦应用成熟的土工布技术,选取聚乙烯丙纶、涤纶针刺、涤纶复合土工布和HDPE土工膜4类土工材料,采用室内柱状淋溶实验,初步研究土工布对煤矸石淋出液中重金属的阻隔作用.结果表明,4种土工布都不同程度地降低了淋出液中重金属的含量.其中,聚乙烯丙纶和涤纶针刺土工布降低重金属Cr的效果较好,浓度低于对照23.7%～33.5%,总量低于对照36.2%～50.0%;HDPE土工膜和涤纶复合土工布对重金属Pb和Cu十分有效,浓度低于对照17.0%～21.1%,总量低于对照22.9%～26.8%.同时,土工布吸附了大量的重金属,淋溶柱中重金属的残留量降低.聚乙烯丙纶和涤纶复合土工布吸附Cr的能力较高,涤纶针刺土工布吸附Pb的效果较好,涤纶针刺土工布和HDPE土工膜能大量地吸附Cu.研究可知,土工布的种类多,功能强大,在国内矿区土地充填复垦工作中将有广阔的应用前景.     

煤矸石热活化性能研究

系统地研究了徐州夹河煤矸石在不同煅烧温度下的物理、化学变化及活性成分的溶出规律.采用扫描电子显微镜(SEM)、差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)等测试方法研究了热活化前后煤矸石的矿物组成、SiO2及Al2O3溶出率和微观结构,并采用水泥强度的测试方法对热活化煤矸石的活性进行宏观表征.结果表明,煅烧能有效去除有机挥发物和碳.破坏煤矸石中的硅氧键、铝氧键,形成无定形物质和玻璃相,从而提高煤矸石的活性.徐州夹河煤矸石的最佳热活化工艺条件是煅烧650℃、保温2 h.经此条件热活化后,SiO2和Al2O3的最高溶出率分别是76.32%、91.48%,添加50%(质量分数)的热活化煤矸石到水泥中,其强度比同掺量原样煤矸石的水泥强度提高了230%.     

节能减排亟待创新与政策助推

当2008年的第一场大雪悄然飘落在广袤的皖北大地之时,记者随"节能江淮行"采访团走访宿州、淮北、亳州、阜阳四市的部分电力、化工、印染、煤炭等高能     

煤矸石堆积下多环芳烃的淋溶污染特征

淋溶是使有害物质析出的主要途径之一。为查明煤矸石堆放淋溶造成的有机污染效应,对不同风化强度煤矸石进行了动态淋溶模拟实验,系统研究了煤矸石中US EPA优先控制的16种多环芳烃（PAH16）的析出规律和迁移方式。获得煤矸石中多环芳烃（PAHs）淋溶特征如下：煤矸石堆积期遭受短期降雨（500~1 600 mm）作用后,煤矸石溶出的PAH16总质量浓度达125.6~451.2 ng/L。PAH16溶出量初期较高,在一定降雨期后又达到峰值,酸雨条件下,煤矸石山淋溶出的PAH16可由线性累加转为指数快速累加的趋势。淋溶液中优势组分为萘、二氢苊、芴和菲,4种组分之和占所测PAHs总量的80%~90%。煤矸石溶出的PAHs环数分布为2环〉3环〉4环〉5环、6环。迁移方式上,2环PAHs多以溶解相迁移,3环PAHs主要以颗粒态迁移,存在少量溶解形式,而4环以上PAHs则以颗粒相形式迁移。     

抗菌处理对含硫煤矸石污染物释放的原位控制作用

自然堆放过程中,矿山环境微生物对大量含硫矿物的氧化产酸发挥着重要作用,为评价抗菌处理对暴露于空气中煤矸石污染物质释放的影响,设置十二烷基硫酸钠(SDS)抗菌处理、苯甲酸钠(SBZ)抗菌处理和对照(CK)3种处理条件对含硫煤矸石进行连续淋溶实验。结果表明,对照处理煤矸石淋溶液具有较强的酸度(pH=2.2~2.8)、较高的电导率(EC=4 426~24 925μS/cm)和氧化还原电位(Eh=334~499 mV),并富含Fe、Mn、Cu、Zn等金属离子和高浓度SO2-4和F-(其中,总铁平均为636 mg/L、Mn=16 mg/L、硫酸根=4 297 mg/L),呈现出煤矿酸性废水(AMD)的典型污染特征。相对于对照处理,SDS和SBZ抗菌剂处理对暴露于空气中的煤矸石污染的释放具有极显著的抑制作用,抗菌处理后,煤矸石淋溶液的pH(pHSDS=3.30~3.47、pHSBZ=5.13~5.64)、电导率(ECSDS=6 703~1 177μS/cm、ECSBZ=669~19 335μS/cm)、氧化还原电位(EhSDS=338~285 mV、EhSBZ=118~230 mV)和溶出离子Fe(总铁平均SDS=227 mg/L、SBZ=7.0 mg/L)、Mn(MnSDS=5.9 mg/L、MnSBZ=6.9 mg/L)、Cu、Zn等金属离子及阴离子SO2-4和F-等特征污染物的浓度均与对照存在极显著的差异(p0.01);且抗菌处理能显著抑制亚铁向高价铁的转化(pSDS=0.0012;pSBZ=0.0014)。2种抗菌剂处理均可极显著抑制暴露于空气中含硫煤矸石的氧化产酸和自身有毒有害污染物质的释放,且SBZ抗菌处理明显优于SDS抗菌处理。因此,SDS和SBZ等抗菌剂处理可用于含硫煤矸石等尾矿堆场污染的原位控制。     

煤矸石改性生物炭吸附水体中磷酸盐性能研究

水体中磷的去除对控制水体富营养化具有非常重要的意义.本研究通过以固体废弃物煤矸石和秸秆为原料,制成生物炭复合材料并应用于水溶液中磷酸根的吸附.利用SEM、Zeta电位测量等分析手段对其理化性质进行表征,并对不同的影响因素进行了分析研究以确定最佳的吸附条件.在此基础上,采用不同吸附动力学和吸附等温模型对生物炭的吸附行为和...     

煤矸石中氧化铝溶出的实验研究

煤矸石是主要的煤系固废,其中氧化铝的含量占到25%左右,又是一种可以利用的资源.本实验以山西潞安煤矿的煤矸石为原料,采用正交试验的方法,研究了盐酸作为酸浸介质浸取煤矸石中氧化铝.主要影响因素为煅烧温度、酸量、固液比及酸浸时间,最佳工艺条件为:煅烧温度为650℃,酸量为225mL(按照煤矸石中氧化铝和盐酸反应的摩尔比为1:6计)、固液比为1:3、酸浸时间为3 h,单因素重复试验结果和正交实验的结果相符,在最佳条件下,氧化铝的溶出实验验证结果表明,三氧化二铝溶出率为71.49%.本研究对实现煤矸石的资源化综合利用具有重要的意义.